Как сделать днк: Анализ ДНК на установление и оспаривание отцовства по доступным ценам в Уфе

Врачи-специалисты

Вялых Виктор Олегович

Медицинский брат

Петров Вячеслав Николаевич

Медицинский брат

Толибзода Абубакр Махмадали

Медицинский брат

Еремин Денис Михайлович

Медицинский брат

Наши клиники в Санкт-Петербурге

Получить подробную информацию и записаться на прием Вы можете по телефону +7 (812) 640-55-25

Записаться на прием

Нередко в жизни случаются ситуации, когда нужно определить степень родства людей. Довольно часто это возникает при решении юридических и семейных вопросов. Генетическая экспертиза проводится, когда необходимо:

• представить суду доказательства факта отцовства или материнства;
• установить истинное родство для взыскания алиментов или получения наследства;
• доказать факт подмены детей в роддоме;
• опровергнуть сомнения относительно правильности проведения ЭКО;
• выяснить истинного отца ребенка;
• определить отцовство, когда родители являются гражданами разных стран.

Биологический материал для ДНК-исследований

Еще несколько лет назад  ДНК-экспертиза проводилась по образцам крови из вены. Это доставляло некоторые затруднения, так как не всегда можно было сделать забор крови у маленьких детей. Сейчас в качестве биоматериала используется буккальный мазок – соскоб с внутренней стороны щеки. Мазок изо рта собирается стерильным зондом, поэтому вероятность его загрязнения и, следовательно, неточных результатов исключается. В настоящее время технологии генетической экспертизы расширились, увеличилось количество возможных биоматериалов. ДНК-анализ теперь проводится также по образцам слюны, ногтей, носовой слизи, волос и др. При успешном выделении клеток ДНК из этих биологических материалов точность генетической экспертизы остается такой же высокой, как при анализе крови или буккального мазка.

В диагностической лаборатории можно сделать следующие анализы ДНК:

• Тест на отцовство;
• Тест на материнство;
• Близнецовый тест;
• Родной/сводный брат (сестра);
• Двоюродное родство;
• Дедушка/бабушка – внук/внучка;
• Дядя/тетя – племянник/племянница;
• Родство по отцовской линии;
• Анализ МТДНК (митохондриальной ДНК);
• Генеалогический анализ;
• Юридический анализ;
• Идентификация человека по ДНК;
• Криминалистический анализ ДНК.

Современное оборудование, которое используется в лаборатории, с которой мы сотрудничаем, дает возможность проводить ДНК-тесты на определение степеней родства с получением максимально точных результатов. Стоимость анализов в лаборатории одна из самых низких в Санкт-Петербурге.

Точность теста на установление отцовства при положительном результате составляет 99,99%, при отрицательном – 100%. Анализы проводятся по 16, 20 и 24 STR маркерам. От количества маркеров зависит достоверность анализа ДНК. При проведении ДНК-тестов мы руководствуемся принципом конфиденциальности. Лаборатория имеет соответствующие сертификаты для проведения судебных экспертиз и предоставления результатов в соответствующие инстанции.

Отзывы

Огнева Светлана Михайловна

18.01.2022 23:13
medi-center. ru

Хотела бы поблагодарить Ершову Татьяну Викторовну. Доктор вылечила мой острый ринофаринголарингит без антибиотиков, за что ей очень благодарна. Татьяна Викторовна очень деликатна и приятна в общении. Доказательный доктор, которых мало. Всем рекомендую!

Ковалев Роман Леонидович

19.06.2021 11:30
medi-center.ru

В центре наблюдаюсь сам и мои дети! Отличный медицинский центр, администраторы с большим темпением и пониманием к каждому. Отдельное спасибо детским докторам Старостенко Яне Сергеевне

Задорожняя Мария Николаевна

11.05.2021 23:33
medi-center.ru

Хочу выразить благодарность врачу-гастроэнтерологу Банниковой Татьяне Петровне! Много лет меня курирует этот врач, всегда проводит правильную диагностику, назначает адекватное лечение!!! Лучший врач! По мимо профессиональных навыков, врач прекраснейший человек! По больше бы таких врачей! Спасибо Вам большое, Татьяна Петровна!

Локотош Сергей Владимирович

06. 01.2021 22:19
medi-center.ru

Хочу выразить благодарность Вашей клинике и доктору Герасименок Григорию Александровичу. Первый раз записался в Вашу клинику и не пожалел о своём выборе. Доктор был мне назначен Герасименок Г.А -выслушал, осмотрел внимательно, быстро установил диагноз,назначил правильное лечение. А сотрудники клиники по телефону интересовались состоянием здоровья (впервые встречаю такое отношение к пациентам). Большое спасибо сотрудникам клиники и особенно доктору Герасименок Григорию Александровичу.

Olga Ostapko

27.12.2019 17:33
Сообщество VK

От всей души с наилучшими пожеланиями в наступающем Новом 2020 году поздравляю Степанову Наталью Юрьевну, завед.отделением на Охтинской аллее 18 и весь ее коллектив!!! Спасибо за отзывчивость, помощь и понимание нас — ваших пациентов! Приумножайте свой труд, успехов вам всем и всего самого дорогого, что может быть у человека — здоровья и любви!!! С уважением Ольга Александровна Остапко.

Марьяна Лопакова

18.12.2019 13:17
Сообщество VK

Добрый день! Я хотела бы поблагодарить Клинику МедиЦентр (на алее Поликарпова) и ЛОР-врача Ершову Татьяну Викторовну за их работу. К Татьяне Викторовне на приём первый раз попала в 2016 году. С этого момента, при возникновении проблем с горлом или носом, обращаюсь только к Татьяне Викторовне. Всегда внимательное отношение к описанной симптоматике и тщательный осмотр, направления на уточняющие состояние анализы и, как результат, правильное лечение. Спасибо! С уважением, Мария

Все отзывы

Что такое ДНК? | Живая наука

, что означает дезоксирибонуклеиновую кислоту, представляет собой молекулу, которая обеспечивает генетических инструкций, которые сообщают живым существам, как развиваться, жить и размножаться. ДНК находится внутри каждой клетки и передается от родителей потомству.

Из чего состоит ДНК?

ДНК состоит из молекул, называемых нуклеотидами. Каждый нуклеотид содержит три компонента: фосфатную группу, которая представляет собой один атом фосфора, связанный с четырьмя атомами кислорода; молекула сахара; и азот основание. Четыре типа азотистых оснований — это аденин (А), тимин (Т), гуанин (G) и цитозин (С), и вместе они служат «буквами», составляющими генетический код нашей ДНК.

Нуклеотиды соединены вместе, образуя две длинные нити, которые спиралевидно образуют структуру, называемую двойной спиралью. Если представить структуру двойной спирали в виде лестницы, молекулы фосфата и сахара будут ее сторонами, а пары оснований — ступенями. Основания одной цепи спариваются с основаниями другой цепи: пары аденина с тимином (АТ) и пары гуанина с цитозином (Г-Ц).

ДНК человека состоит примерно из 3 миллиардов пар оснований, и более 99% этих оснований одинаковы у всех людей, согласно Национальной медицинской библиотеки США (NLM).

Родственный: Насколько точны тесты ДНК?

Подобно тому, как буквы в алфавите могут образовывать слова, порядок азотистых оснований в последовательности ДНК формирует генов , которые на языке клетки говорят клеткам, как сделать белки . Сокращением для этого процесса является то, что гены «кодируют» белки.

Но ДНК не является прямым шаблоном для производства белка. Чтобы сделать белок, клетка делает копию гена, используя не ДНК, а рибонуклеиновую кислоту или РНК . РНК имеет структуру, аналогичную ДНК, за исключением того, что она содержит только одну цепь, а не две, поэтому она выглядит как половинка лестницы. Кроме того, хотя РНК имеет три из четырех общих азотистых оснований с ДНК, она использует основание, называемое урацилом, а не тимин, для сопряжения с аденином.

Когда клетка готовится построить новый белок, ее ДНК расстегивается, чтобы обнажить одну цепь гена с инструкциями по созданию указанного белка. Затем фермент увеличивает масштаб и конструирует новую молекулу РНК, последовательность которой отражает последовательность распакованного гена. Эта копия РНК, называемая матричной РНК (мРНК), сообщает клеточному механизму производства белка, какие аминокислоты соединяются вместе в белок, согласно « Биохимия (открывается в новой вкладке)» (W. H. Freeman and Company, 2002). ).

Молекулы ДНК длинные — настолько длинные, что они не могут поместиться в клетки без правильной упаковки. Чтобы поместиться внутри клетки, ДНК туго скручивается, образуя структуры, называемые хромосомами . Каждая хромосома содержит одну молекулу ДНК, плотно обернутую вокруг катушечных белков, называемых гистонами, которые обеспечивают хромосомам их структуру. У людей есть 23 пары хромосом, которые находятся внутри ядра каждой клетки, управляющего центра клетки.

Большинство хромосом выглядят как микроскопические крестики; при этом люди и большинство других млекопитающих несут пару половых хромосом, которые могут иметь X- или Y-образную форму, по данным Национального исследовательского института генома человека (открывается в новой вкладке). Как правило, женщины несут две X половые хромосомы в каждой клетке тела, а мужчины несут одну X и одну Y. Но есть некоторые естественные различия в количестве половых хромосом, которые несут люди — иногда могут быть дополнительные половые хромосомы, или одна может быть отсутствует, поэтому могут встречаться и другие шаблоны, такие как X, XXX, XXY и XXYY, Обнаружение сообщило (открывается в новой вкладке).

Кто открыл ДНК?

ДНК впервые наблюдал швейцарский биохимик Фридрих Мишер в 1869 году, согласно статье, опубликованной в 2005 году в журнале Developmental Biology (откроется в новой вкладке). Мишер использовал биохимические методы для выделения ДНК, которую он тогда назвал нуклеином, из лейкоцитов и сперматозоидов, и определил, что она сильно отличается от белок . (Термин «нуклеиновая кислота» происходит от слова «нуклеин».)

Но в течение многих лет исследователи не осознавали важность этой молекулы.

В 1952 году химик Розалинд Франклин , работавшая в лаборатории биофизика Мориса Уилкинса, использовала рентгеновскую дифракцию — способ определения структуры молекулы по тому, как от нее отражаются рентгеновские лучи — для узнать, что ДНК имеет спиральную структуру. Франклин задокументировал эту структуру в том, что стало известно как Фото 51 .

В 1953 году Уилкинс показал фото биологам Джеймса Уотсона и Фрэнсиса Крика — без ведома Франклина. Вооружившись информацией о том, что ДНК представляет собой двойную спираль, и предыдущими сообщениями о том, что основания аденин и тимин встречаются в ДНК в равных количествах, как и гуанин и цитозин, Уотсон и Крик опубликовали знаменательную статью 1953 года в журнале Nature (открывается в новом формате). вкладку). В этой статье они предложили культовую модель двойной спирали ДНК, какой мы ее знаем сейчас, с сахаро-фосфатными сторонами и ступенями, состоящими из пар оснований A-T и G-C. Они также предположили, что на основе предложенной ими структуры ДНК можно копировать и, следовательно, передавать.

Уотсон, Крик и Уилкинс были удостоены Нобелевской премии по медицине в 1962 году «за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и ее значения для передачи информации в живом материале». Франклин не была включена в награду, хотя ее работа была неотъемлемой частью исследования.

Как функционирует ДНК?

Гены кодируют белки, которые выполняют всевозможные функции для человека (и других живых существ).

Человеческий ген HBA1, например, содержит инструкции для построения белка альфа-глобина, который является компонентом гемоглобина, белка, переносящего кислород, выделенного красным цветом крови клеток, согласно NLM (откроется в новой вкладке). Возьмем другой пример: ген OR6A2 кодирует обонятельный рецептор, белок, который определяет запахи в носу, согласно базе данных Национального центра биотехнологической информации (открывается в новой вкладке). Согласно исследованию, опубликованному в 2012 году в журнале Flavor , в зависимости от того, какая у вас версия OR6A2, вы можете любить кинзу или думать, что она на вкус как мыло.

Хотя каждая из ваших 37,2 триллиона клеток содержит копию вашей ДНК, не все клетки строят одинаковые белки. Одна из причин этого заключается в том, что молекулы, называемые «транскрипционными факторами», прикрепляются к ДНК, чтобы контролировать, какие гены включаются и выключаются, и, следовательно, какие белки производятся, когда, где и в каких количествах в каждой клетке. ДНК также упаковывается немного по-разному в разных типах клеток, и это влияет на то, как и где факторы транскрипции могут зацепиться за молекулу.

Кроме того, эпигенетика — что буквально означает «выше» или «поверх» генетики — относится к внешним модификациям ДНК, которые включают или выключают определенные гены.

Например, небольшие молекулы, называемые метильными группами, могут присоединяться к цепи ДНК и препятствовать экспрессии определенных генов. Другой пример эпигенетики называется «модификация гистонов», когда изменения в катушкообразных белках внутри хромосом могут сделать определенные сегменты ДНК более или менее доступными для белков, «читающих» гены. Такие эпигенетические изменения в ДНК могут передаваться будущим поколениям, если изменения происходят в сперматозоидах или яйцеклетках, Живая наука ранее сообщала о .

Как проводится секвенирование ДНК?

Секвенирование ДНК включает технологию, которая позволяет исследователям определять порядок оснований в участке ДНК. Эту технологию можно использовать для определения порядка оснований в генах, хромосомах или во всем геноме. В 2000 г. исследователи завершили «рабочий проект» последовательности генома человека в соответствии с Национальным исследовательским институтом генома человека и завершили проект в 2003 г.

(открывается в новой вкладке)

Анализ ДНК

ДНК человека содержит информацию о его происхождении, и иногда она может показать, подвержены ли они повышенному риску определенных заболеваний.

Тесты ДНК или генетические тесты используются по целому ряду причин, в том числе для диагностики генетических нарушений, для определения того, является ли человек носителем генетической мутации, которую он может передать своим детям, и для проверки того, является ли человек подвержены риску генетического заболевания. Например, известно, что определенные мутации в генах BRCA1 и BRCA2 повышают риск рак груди и рак яичников , а генетический тест может показать, есть ли у человека эти мутации.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ СОДЕРЖИМОЕ

Результаты генетических тестов могут иметь значение для здоровья человека, и тесты часто проводятся вместе с генетическим консультированием, чтобы помочь людям понять результаты и последствия.

Люди также используют результаты генетического тестирования, чтобы найти родственников и узнать об их генеалогическом древе через такие компании, как Ancestry и MyHeritage.

Дополнительные ресурсы и литература

•  Узнайте, какая часть вашей ДНК является просто «мусором», с помощью SciShow на Youtube (откроется в новой вкладке).
•  Узнайте больше о том, как работает тестирование ДНК, в разделе «Новости науки для студентов» (откроется в новой вкладке).
•  Ознакомьтесь с книгой известного писателя-ученого Карла Циммера 2018 года « Она смеется, как ее мать: силы, извращения и потенциал наследственности » (откроется в новой вкладке).

Библиография

Берг, Дж. М., Тимочко, Дж. Л., и Страйер, Л. (2002). ДНК, РНК и поток генетической информации. В биохимии (5-е изд.). глава, WH Freeman & Co. 

Dahm, R. (2005). Фридрих Мишер и открытие ДНК. Биология развития, 278 (2), 274–288. https://doi.org/10.1016/j.ydbio.2004.11.028 (открывается в новой вкладке) 

Эрикссон, Н., Ву, С., До, С.Б., Кифер, А.К., Тунг, Дж.Ю., Маунтин , Дж. Л., Хайндс, Д. А., и Франке, У. (2012). Генетический вариант рядом с генами обонятельных рецепторов влияет на предпочтение кинзы. Вкус, 1(1). https://doi.org/10.1186/2044-7248-1-22 (открывается в новой вкладке)

Инкорвая, Д. (2021, 28 сентября). Пол сложнее, чем предполагает простой двоичный код . Откройте для себя журнал. Получено 14 января 2022 г. с сайта https://www.discovermagazine.com/the-sciences/sex-is-more-complex-than-a-simple-binary-suggests (открывается в новой вкладке)

NIH National Институт исследования генома человека. (2021, 12 февраля). Хронология событий проекта генома человека. Genome.gov. Проверено 14 января 2022 г. с https://www.genome.gov/human-genome-project/Timeline-of-Events (открывается в новой вкладке) 

Национальный исследовательский институт генома человека NIH. (н.д.). Половая хромосома . Genome.gov. Получено 14 января 2022 г. с сайта https://www.genome.gov/genetics-glossary/Sex-Chromosome (открывается в новой вкладке)

Национальной медицинской библиотеки США. (2020, 28 сентября). Ген HBA1. МедлайнПлюс. Получено 14 января 2022 г. с https://medlineplus.gov/genetics/gene/hba1/9.0004 (открывается в новой вкладке)

Национальная медицинская библиотека США. (2022, 5 января). Обонятельный рецептор OR6A2 семейства 6, член 2 подсемейства [homo sapiens (человек)] — ген — NCBI. Национальный центр биотехнологической информации. Получено 14 января 2022 г. с https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/8590 (открывается в новой вкладке)

Национальная медицинская библиотека США. (2021, 19 января). Что такое ДНК?: Medlineplus Genetics. МедлайнПлюс. Получено 14 января 2022 г. с https://medlineplus.gov/genetics/understanding/basics/dna/ (открывается в новой вкладке) 

Уотсон, Дж. Д., и Крик, Ф. Х. (1953). Молекулярная структура нуклеиновых кислот: структура нуклеиновой кислоты дезоксирибозы. Природа, 171 (4356), 737–738. https://doi.org/10.1038/171737a0  

Дополнительный отчет Алины Брэдфорд и Эшли П. Тейлор, авторов Live Science, а также штатного автора Live Science Николетты Ланезе. Эта страница последний раз обновлялась 26 января 2022 г.

Первоначально опубликовано на Live Science.

Рэйчел является автором Live Science, а также бывшим редактором канала и старшим автором журнала Live Science в период с 2010 по 2022 год. Она имеет степень магистра журналистики, полученную в рамках программы New York University Science, Health and Environmental Reporting Program. Она также имеет B.S. в области молекулярной биологии и MS. по биологии Калифорнийского университета в Сан-Диего. Ее работы публиковались в журналах Scienceline, The Washington Post и Scientific American.

Если вы хотите сделать ген с нуля

• Share on Facebook

• Share on Twitter

• Share on Reddit

• Share on LinkedIn

• Share via Email

• Print

According to the New York Times , синтетическая биология создает ДНК из воздуха. В недавней статье о синтетической биологии и потребительских товарах синтез ДНК описывается как процесс, при котором «ДНК создается на компьютерах и встраивается в организмы». Компьютеры очень круты и действительно полезны в лабораториях синтетической биологии, но требуется гораздо больше, чем компьютер, чтобы превратить текстовый файл, полный букв А, Т, С и Г, в ДНК.

Я не хочу просто придираться к научным журналистам, потому что в синтетической биологии свирепствуют чрезмерные аналогии с компьютерами и другими «футуристическими» устройствами, скрывающими реалии инженерной биологии языком битов и схем. В 2010 году Крейг Вентер объявил, что его исследовательская группа секвенировала и повторно синтезировала геном небольшой бактерии, создав то, что он назвал «первым самовоспроизводящимся видом на планете, родителем которого является компьютер». Позже Вентер объявил, что синтез ДНК похож на «3D-печать» организмов, и что они работают над «факсом», чтобы скопировать жизнь на Марсе.

Эти аналогии делают переключение между живым организмом и файлами последовательности ДНК таким же простым, как нажатие кнопки «печать». Иногда это на самом деле описывается именно так — в Grist Натаниэль Джонсон говорит, что синтетическая биология — это создание генов с нуля: «вы набираете нужную ДНК, распечатываете ее и встраиваете в дрожжи». Действительно, для обычного работника лаборатории заказ нестандартных последовательностей ДНК в компании, занимающейся синтезом, стал рутинной задачей: мы вводим последовательности в онлайн-форму и через несколько дней получаем ДНК по почте. Но как понять, какую ДНК набирать и что происходит между нажатием «заказать сейчас» и получением ДНК по почте? Откуда взялась ДНК?

Готово спроектировать клавиатуру моей мечты. Теперь, чтобы обновить мои привязки Emacs! pic.twitter.com/IdubFDLCN9

— Патрик Бойл (@p_maverick_b) 1 апреля 2014 г.

Если вы хотите создать последовательность ДНК «с нуля», вам, вероятно, не удастся заставить белок свернуться. Очень немногие исследователи, попадающие под эгиду синтетической биологии, на самом деле работают над созданием генов полностью «с нуля» или, как сказали бы ученые, «de novo», не основываясь ни на каких существующих генах, обнаруженных в других организмах. Для пептида из 100 аминокислот существует больше возможных последовательностей, чем атомов в наблюдаемой вселенной. Из этих возможных последовательностей только крошечная часть сможет свернуться в трехмерную белковую форму, и из них очень маленькая часть будет выполнять биологическую функцию. За последние два десятилетия ученые идентифицировали «несколько» последовательностей de novo, используя комбинацию вычислительных методов для прогнозирования мелкомасштабной укладки белков и комбинаторной химии для выбора пептидов с какой-либо функцией.

Большинство синтетических биологов не проектируют генные последовательности таким образом; эта область была основана на идее, что мы не должны вообще создавать новые проекты генной инженерии с нуля. Вместо этого синтетические биологи хотят построить новые связи между генами из библиотеки существующих генов, которые были секвенированы и охарактеризованы другими биологами и инженерами. Биологи-синтетики смешивают и сопоставляют гены разных организмов или изменяют части генов, чтобы изменить способ экспрессии белков или их функционирование в живой клетке. Это сочетание последовательностей ДНК может быть создано с использованием «традиционных» инструментов генной инженерии путем вырезания и склеивания ДНК с использованием ферментов или передано на аутсорсинг компании по синтезу, которая будет использовать химию для создания молекулы ДНК.

Если вы хотите создать молекулу ДНК с нуля, вы должны сначала создать несколько атомов. ДНК представляет собой органическую химическую молекулу, состоящую из атомов углерода, водорода, азота, кислорода и фосфора. Как и многие другие органические молекулы, образующиеся внутри живых клеток, ДНК также можно синтезировать в пробирках с помощью инструментов органической химии. В большинстве описаний технологии синтеза ДНК мы слышим, что последовательности ДНК могут быть получены путем простого сложения А, Т, Ц и Г — «оснований», образующих ступени скрученной ДНК-лестницы. Но откуда берутся эти базы? Какова цепочка поставок для производства ДНК?

Автоматизированный химический синтез ДНК начинается с оснований ДНК, которые были химически модифицированы для защиты высокореактивных частей молекулы от связывания друг с другом и создания нежелательных побочных продуктов. Эти основания и их защитные группы состоят из комбинации других молекул, каждая из которых имеет свою собственную серию химических реакций, исходное сырье и экономику цепочки поставок. Например, «основная» часть аденина («А») и гуанина («Г») представляет собой пуриновое кольцо, которое химически синтезируют путем нагревания формамида при 160-200°С. Формамид получают в результате реакции монооксида углерода и аммиака. Аммиак получают нагреванием азота из воздуха до высоких температур под высоким давлением и смешиванием его с водородом, который получают при сжигании природного газа, который добывают из подземных запасов путем раскалывания горных пород жидкостями под высоким давлением.

В синтетической биологии физическая реальность ДНК как химического вещества аналогична транзисторам, из которых состоят компьютерные чипы, их необработанная последовательность оснований составляет «код сборки». Это слои, о которых большинству программистов не нужно думать при разработке программного обеспечения, точно так же, как большинство синтетических биологов не обязательно думают о том, как создается ДНК, когда они проектируют метаболические пути. Но эта абстракция в инженерной иерархии не означает, что нижние уровни не важны или происходят как-то сами по себе, и уж точно не «с нуля».

Споры о растущей индустрии синтетической биологии, развернувшиеся на страницах New York Times и Grist, связаны с тем, чтобы узнать, откуда берутся химические вещества в наших потребительских товарах, кто и как их производит. Эти статьи начинают освещать для широкой общественности, как процессы синтетической биологии становятся частью чрезвычайно сложной глобальной цепочки поставок химикатов. В то время как мы раскрываем растущую роль синтетической биологии в промышленности, давайте не будем определять область с помощью языка, который скрывает, как создается сама синтетическая биология.

Выраженные взгляды принадлежат автору (авторам) и не обязательно совпадают с мнением Scientific American.

ОБ АВТОРАХ

Кристина Агапакис — биолог, дизайнер и писатель, придерживающийся экологического и эволюционного подхода к синтетической биологии и биологической инженерии. Ее проекты докторской диссертации в Гарвардской медицинской школе включают в себя разработку метаболических путей у бактерий для производства водородного топлива, персонализированную генную инженерию растений, инженерный фотосинтетический эндосимбиоз и омику запаха сыра. В Oscillator и Icosahedron Labs она работает над тем, чтобы представить будущее биологических технологий и дизайна синтетической биологии. Подписывайтесь на Кристину Агапакис в Твиттере

Палеонтология

Лауреат Нобелевской премии Сванте Паабо обнаружил неандертальца в наших генах

Изменение климата

Как прекращение лесных пожаров на Аляске может замедлить изменение климата

Математика

Можно ли математически доказать наличие Бога?

Квантовая физика

Исследователи квантовой запутанности получили Нобелевскую премию по физике в 2022 году Рост

Структура ДНК и репликация — Любопытно

Хэнк из Crash Course рассказывает об удивительной молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты, также известной как ДНК, и объясняет, как она воспроизводит себя в наших клетках.

ХЭНК ГРИН, Рассказчик: Красиво, правда? Это просто завораживает. Это вдвойне интересно! Вы действительно можете сказать, просто взглянув на него, насколько это важно и удивительно. Это практически самая сложная молекула из существующих и, возможно, самая важная. Он настолько сложен, что мы даже не знали наверняка, как он выглядел примерно 60 лет назад. Настолько многогранно удивительный, что если бы вы взяли все это только из одной из наших клеток и распутали, то оно было бы выше меня.

Теперь учтите, что сейчас в моем теле примерно 50 триллионов клеток. Сложенные встык, ДНК в этих клетках растянулась бы до самого солнца. Не один раз… а 600 раз!

Уже с ума сошли?

Эй, хочешь сделать один?

Вы, конечно, знаете, что я говорю о дезоксирибонуклеиновой кислоте, известной своим друзьям как ДНК. ДНК — это то, что хранит наши генетические инструкции — информацию, которая программирует всю деятельность наших клеток. Это код из 6 миллиардов букв, который содержит инструкции по сборке всего, чем вы являетесь. И то же самое он делает почти со всеми остальными живыми существами. Я рискну и предположу, что вы человек. В этом случае каждая клетка вашего тела или соматическая клетка прямо сейчас имеет 46 хромосом, каждая из которых содержит одну большую молекулу ДНК.

Эти хромосомы плотно упакованы вместе с белками в ядрах клеток.

ДНК представляет собой нуклеиновую кислоту. Как и ее двоюродная сестра, о которой мы также поговорим, рибонуклеиновая кислота или РНК.

Теперь, если вы можете заставить себя сделать это, вспомните весь путь назад к Эпизоду 3, где мы говорили обо всех важных биологических молекулах: углеводах, липидах и белках. Это звоночек?

Что ж, нуклеиновые кислоты являются четвертой основной группой биологических молекул, и, на мой взгляд, у них самая сложная работа из всех.

Структурно они представляют собой полимеры, а это означает, что каждый из них состоит из множества маленьких повторяющихся молекулярных единиц. В ДНК эти маленькие единицы называются нуклеотидами. Соедините их вместе, и у вас получится полинуклеотид.

Теперь, прежде чем мы на самом деле соединим эти крошечные части, чтобы построить молекулу ДНК, подобную микроскопической мебели из ИКЕА, давайте сначала посмотрим, из чего состоит каждый нуклеотид.

Нам понадобятся три вещи:

1. пятиуглеродная молекула сахара
2. фосфатная группа и
3. одно из четырех азотистых оснований. ДНК получила первую часть своего имени от нашего первого ингредиента, молекулы сахара, которая называется дезоксирибозой. Но все самое важное, генетическое кодирование, которое делает вас ВАМИ, находится среди четырех азотистых оснований: аденина (А), тимина (Т), цитозина (Ц) и гуанина (Г).

Важно отметить, что в живых организмах ДНК существует не в виде одной полинуклеотидной молекулы, а в виде пары молекул, тесно связанных друг с другом. Они похожи на переплетенную, микроскопическую, двойную винтовую лестницу. По сути, просто лестница, но витая. Знаменитая двойная спираль. И, как у любой хорошей структуры, у нас должна быть главная опора. В ДНК сахара и фосфаты связаны вместе, образуя двойные остовы. Эти сахарно-фосфатные связи проходят по обеим сторонам спирали, но химически в противоположных направлениях. Другими словами, если вы посмотрите на каждый из сахаро-фосфатных остовов, вы увидите, что один выглядит перевернутым по отношению к другому. Одна нить начинается сверху с первого фосфата, соединенного с 5-м углеродом молекулы сахара, а затем заканчивается там, где должен идти следующий фосфат, свободным концом у 3-го углеродного атома сахара. Это создает шаблон под названием 5 простых и 3 простых. Я всегда думал о дезоксирибозе со стрелой, с кислородом как острием. Он всегда «указывает» от 3 простых чисел до 5 простых чисел. А вот с другой стороны все ровно наоборот. Он начинается вверху со свободного конца у 3-го углерода сахара, а фосфаты соединяются с пятым углеродом сахара на всем пути вниз. И заканчивается внизу фосфатом. И вы, наверное, уже поняли это, но это называется направлением от 3’ (3 простых числа) к 5’ (5 простых чисел).

Теперь пришло время сделать себе одну из этих знаменитых двойных спиралей.

Эти две длинные цепи связаны между собой азотистыми основаниями посредством относительно слабых водородных связей. Но они не могут быть просто любой парой азотистых оснований. К счастью, когда дело доходит до выяснения того, какая часть куда идет, все, что вам нужно сделать, это помнить, что если один нуклеотид имеет адениновое основание (А), то только тимин (Т) может быть его аналогом (АТ). Точно так же гуанин (G) может связываться только с цитозином (C) (G-C). Эти связанные азотистые основания называются парами оснований. Пара G-C имеет три водородные связи, что делает ее немного прочнее, чем пара оснований AT, в которой их всего две. Именно порядок этих четырех азотистых оснований или последовательности оснований позволяет вашей ДНК создать вас.

Таким образом, AGGTCCATG в качестве базовой последовательности означает нечто совершенно иное, чем, скажем, TTCAGTCG. Человеческая хромосома 1, самая большая из всех наших хромосом, содержит единственную молекулу ДНК с 247 миллионами пар оснований. Если вы напечатаете все буквы 12-й хромосомы в книгу, то получится около 200 000 страниц. И каждая из ваших соматических клеток имеет 46 молекул ДНК, плотно упакованных в ядро ​​— по одной на каждую из ваших хромосом. Соедините все 46 молекул вместе, и мы получим 6 миллиардов пар оснований… в каждой клетке!

Это самая длинная книга, которую я когда-либо читал. Это около 100 страниц. Если бы мы заполнили его нашей последовательностью ДНК, нам понадобилось бы около 10 000 из них, чтобы вместить весь наш геном. ПОП ВИКТОРИНА!!!

Давайте проверим ваши навыки, используя очень короткую нить ДНК. Я дам вам одну базовую последовательность — вы дадите мне базовую последовательность, которая появляется на другой нити.

Хорошо, поехали.

Итак, у нас есть 5’-AGGTCCG-3’ … и …. Время вышло. Ответ: 3’-TCCAGGC-5’.

Видишь, как это работает? Это не суперсложно. Поскольку у каждого азотистого основания есть только один аналог, вы можете использовать одну последовательность оснований, чтобы предсказать, как будет выглядеть соответствующая последовательность. Итак, могу ли я создать ту же последовательность оснований с цепочкой этой «другой» нуклеиновой кислоты, РНК? Нет, ты не мог.

РНК, безусловно, похожа на свою родственницу ДНК — она имеет сахаро-фосфатный остов с прикрепленными к нему нуклеотидными основаниями. Но вот ТРИ основных отличия:

1. РНК — это одноцепочечная молекула, а не двойная спираль.
2. Сахаром в РНК является рибоза, которая имеет на один атом кислорода больше, чем дезоксирибоза, а затем все начинается с R вместо D.
3. Также РНК не содержит тимин. Его четвертый нуклеотид представляет собой основание урацила, поэтому вместо этого он связывается с аденином.

РНК очень важна для производства наших белков, и позже вы увидите, что она играет решающую роль в репликации ДНК.

Но сначала… Биологии!

Да, на этой неделе во множественном числе. Потому что, когда вы начинаете говорить о чем-то столь удивительном и элегантном, как ДНК, вы должны задаться вопросом: кто вообще все это придумал? И насколько велик был их мозг?

Что ж, неудивительно, что для этого потребовалось много разных мозгов, в разных странах и почти сто лет размышлений. Имена, которые вы обычно слышите, когда кто-то спрашивает, кто открыл ДНК, — это Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик. Но это БАНК. Они не открыли ДНК и не обнаружили, что ДНК содержит генетическую информацию.

Сама ДНК была открыта в 1869 году швейцарским биологом Фридрихом Мишером. Его дело заключалось в изучении лейкоцитов, и он получил эти лейкоциты самым ужасным способом, какой только можно себе представить, собирая использованные бинты в ближайшей больнице. Он сделал это для науки! Он омыл клетки теплым спиртом, чтобы удалить липиды, а затем поместил на них ферменты, чтобы переваривать белки. Что осталось после всего этого, так это сопливое серое вещество, которое, как он знал, должно быть каким-то новым биологическим веществом. Он назвал его нуклеином, но позже он стал известен как нуклеиновая кислота. Но Мейшер не знал, какова его роль и как он выглядит. Одной из тех ученых, которые помогли это выяснить, была Розалинд Франклин, молодой биофизик из Лондона почти сто лет спустя. Используя технику, называемую рентгеновской дифракцией, Франклин, возможно, был первым, кто подтвердил спиральную структуру ДНК. Она также выяснила, что снаружи этой структуры находится сахарно-фосфатный остов. Так почему же имя Розалинды Франклин не на слуху?

Две причины: 

1. В отличие от Уотсон и Крика, Франклин была рада поделиться данными со своими соперниками. Именно Франклин сообщила Уотсон и Крику, что более ранняя теория структуры тройной спирали невозможна, и при этом она указала, что ДНК действительно может быть двойной спиралью. Позже ее изображения, подтверждающие спиральную структуру ДНК, были показаны Уотсону без ее ведома. В конце концов ее работа была опубликована в Nature, но только после того, как уже появились две статьи Уотсона и Крика, в которых дуэт лишь намекал на ее вклад.
2. Что еще хуже, Нобелевский комитет не мог даже рассматривать ее кандидатуру на премию, которую они присудили в 1962 году, из-за того, что она была мертва. По-настоящему трагично то, что вполне возможно, что ее научная работа могла привести к ее ранней смерти от рака яичников в возрасте 37 лет. В то время технология дифракции рентгеновских лучей, которую она использовала для фотографирования ДНК, требовала опасного количества радиационное облучение, и Франклин редко предпринимала меры предосторожности, чтобы защитить себя. Нобелевские премии не могут быть присуждены посмертно. Многие считают, что она разделила бы медаль Уотсона и Крика, если бы была жива, чтобы получить ее.

Теперь, когда мы знаем основы структуры ДНК, нам нужно понять, как она копирует себя, потому что клетки постоянно делятся, а для этого требуется полная копия всей этой ДНК-информации.

Оказывается, наши клетки очень хороши в этом — наши клетки могут создать эквивалент 10 000 копий этой книги всего за несколько часов. Это, друзья мои, называется репликацией.

Каждая клетка вашего тела имеет копию одной и той же ДНК. Он начался с оригинальной копии и будет копировать себя триллионы раз в течение жизни, каждый раз используя половину исходной цепи ДНК в качестве шаблона для построения новой молекулы.

Итак, чем подросток похож на фермент геликазу?

Они оба хотят распаковать ваши гены.

Хеликаза изумительна, раскручивая двойную спираль с головокружительной скоростью, разрезая свободные водородные связи между парами оснований. Точка, в которой начинается расщепление, известна как репликационная вилка. У нее есть верхняя нить, называемая ведущей, или, как я ее называю, «хорошей», и еще одна нижняя, называемая «отстающей», которую мне нравится называть цепочкой отморозков. потому что это боль в прикладе иметь дело. Эти размотанные участки теперь можно использовать в качестве шаблонов для создания двух комплементарных цепей ДНК. Но помните, что две цепи идут в противоположных направлениях с точки зрения их химической структуры, а это означает, что создать новую цепь ДНК для ведущей цепи будет намного проще, чем для отстающей. Для ведущей, «хорошего парня», цепи фермент под названием ДНК-полимераза просто добавляет совпадающие нуклеотиды к основному стеблю на всем протяжении молекулы. Но прежде чем он сможет это сделать, ему нужно выбрать участок нуклеотидов, заполняющий раздел, который только что был распакован. Начиная с самого начала молекулы ДНК, ДНК-полимеразе требуется немного праймера, всего лишь небольшая деталь, за которую она может зацепиться, чтобы начать строить новую цепочку ДНК. И за этот небольшой пример мы можем поблагодарить фермент РНК-примазу. Ведущей цепи нужен этот РНК-праймер только один раз в самом начале. Затем ДНК-полимераза говорит: «Я понял», и она просто следует за распаковкой, непрерывно добавляя новые нуклеотиды в новую цепь, по всей молекуле.

Копировать отстающую или отморозковую ветвь — это, ну, он чертов отморозок.

Это связано с тем, что ДНК-полимераза может копировать цепи только в направлении 5’-3’, а отстающая цепь — в направлении 3’-5’, поэтому ДНК-полимераза может добавлять новые нуклеотиды только к свободному 3’-концу праймера. Так что, возможно, настоящий отморозок здесь — ДНК-полимераза. Поскольку отстающая нить идет в противоположном направлении, ее нужно копировать как серию сегментов. Здесь этот удивительный маленький фермент РНК-примаза снова делает свое дело, откладывая случайные короткие маленькие РНК-праймеры, которые дают ДНК-полимеразе отправную точку, чтобы затем работать в обратном направлении вдоль цепи. Это делается в виде множества отдельных сегментов, каждый длиной от 1000 до 2000 пар оснований, каждый из которых начинается с РНК-праймера, называемого фрагментами Оказаки, в честь пары женатых ученых, открывших этот этап процесса в 19 веке.60-е годы. И слава богу, они были женаты, так что мы можем просто называть их фрагментами Оказаки, а не фрагментами Оказаки-чей-то. Это позволяет синтезировать нити короткими очередями. Затем другой тип ДНК-полимеразы должен вернуться и заменить все эти РНК-праймеры, а ТОГДА все маленькие фрагменты соединяются с помощью последнего фермента, называемого ДНК-лигазой. Вот почему я говорю, что отстающая нить — такая сволочь!

Репликация ДНК ошибается примерно в одном из каждых 10 миллиардов нуклеотидов. Но не думайте, что у вашего тела нет приложения для этого. Оказывается, ДНК-полимераза также может корректировать, в некотором смысле, удаляя нуклеотиды с конца нити, когда они обнаруживают несовпадающее основание, потому что последнее, что нам нужно, это буква А, когда это была бы буква G! Учитывая, насколько плотно ДНК упакована в каждую из наших клеток, просто удивительно, что больше ошибок не происходит. Помните, мы говорим о миллионах километров этого вещества внутри нас. И именно поэтому, друзья мои, ученые не преувеличивают, когда называют ДНК самой знаменитой молекулой всех времен.

Так что можете посмотреть этот эпизод пару раз и оценить его для себя. А пока готовьтесь к следующей неделе, когда мы поговорим о том, как эти шестифутовые задницы на самом деле делают вас собой.

Спасибо всем сотрудникам Crash Course, которые помогли сделать этот эпизод потрясающим. Вы можете нажать на любую из этих вещей, чтобы вернуться к этому разделу видео.

Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, конечно, задавайте их в комментариях или на Facebook или Twitter.

 

 

Что составляет основу ДНК?

Знаете ли вы, что составляет основу ДНК?

Знаменитая двойная спираль?

Читайте дальше, чтобы узнать.

Что такое ДНК?

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) представляет собой химическое вещество, содержащееся в ядрах клеток и несущее «инструкции» по развитию и функционированию живых организмов.

Его часто сравнивают с набором чертежей, поскольку он содержит инструкции, необходимые для построения ячеек.

Эти инструкции разделены на сегменты вдоль цепи ДНК и называются генами.

Гены представляют собой последовательность ДНК, кодирующую выработку белка и контролирующую наследственные характеристики, такие как цвет глаз или поведение личности.

Белки определяют тип и функцию клетки, поэтому клетка знает, является ли она клеткой кожи, клеткой крови, клеткой кости и т. д., и как выполнять соответствующие задачи.

Другие последовательности ДНК отвечают за структурные функции или участвуют в регуляции и использовании генетической информации.

Структура ДНК

Структуру ДНК можно сравнить с лестницей.

Он имеет чередующиеся химические фосфаты и сахарную основу, образуя «стороны» лестницы.

(Дезоксирибоза — это название сахара, содержащегося в остове ДНК.)

Между двумя сторонами этого сахаро-фосфатного остова находятся четыре азотистых основания: аденин (А), тимин (Т), цитозин (С) и гуанин (G).

(Подобное сочетание фосфата, сахара и основания составляет субъединицу ДНК, называемую нуклеотидом.)

Эти основания составляют «ступени» лестницы и прикреплены к остову, где расположены молекулы дезоксирибозы (сахара).

Химические основания связаны друг с другом водородными связями, но основания могут соединяться только с определенным партнером по основанию – аденин и тимин соединяются друг с другом, а цитозин и гуанин соединяются друг с другом.

Расположение этих оснований очень важно, так как от этого зависит, каким будет организм – растением, животным или грибком.

Это называется генетическим кодированием. Например, одна сторона ДНК может иметь генетический код AAATTTCCCGGGATC. Тогда его дополнительная сторона должна быть TTTAAAGGGCCCTAG.

Несмотря на то, что форма ДНК часто описывается как лестница, это не прямая лестница.

Он закручен вправо, в результате чего молекула ДНК имеет форму правой двойной спирали. Эта форма позволяет «втиснуть» большое количество генетической информации в очень маленькое пространство.

На самом деле, если вы выстроите каждую молекулу ДНК в одной клетке от начала до конца, нить будет иметь длину шесть футов.

ДНК реплицирует себя

Прежде чем клетка сможет делиться и создавать новую клетку, она должна сначала продублировать свою ДНК.

Этот процесс называется репликацией ДНК.

Когда наступает время репликации, водородные связи, удерживающие пары оснований вместе, разрываются, позволяя двум нитям ДНК раскручиваться и разделяться.

Специфическое спаривание оснований позволяет ДНК создавать точные копии самой себя. Каждая половина исходной ДНК все еще имеет основание, прикрепленное к ее сахаро-фосфатному остову.

Новая цепь ДНК создается ферментом, называемым ДНК-полимеразой. Он считывает исходную цепочку и сопоставляет дополнительные основания с исходной цепочкой.

(Сахарно-фосфатный остов поставляется с новыми основаниями.)

Новые нити прикрепляются к обеим сторонам исходной ДНК, образуя две идентичные двойные спирали ДНК, состоящие из одной исходной и одной новой нити. Обратите внимание, что приведенное выше объяснение репликации ДНК сильно упрощено.

Использование ДНК

Все живые существа — растения, животные и люди — передают ДНК от родителей потомству в виде хромосом.

У человека 23 хромосомы передаются от матери и 23 хромосомы передаются от отца, что дает ребенку 46 хромосом.

Хромосомы несут гены родителей, но не все гены родителей передаются вместе с ними.

Каждому ребенку от родителей передаются разные наборы генов, в результате чего ДНК каждого ребенка уникальна. Это означает, что хотя генетический код всех людей идентичен на 99,9%, ни у кого нет точно такого же кода ДНК, за исключением случаев настоящих однояйцевых близнецов.

Зная это, ДНК можно использовать для идентификации людей в различных ситуациях. Эта область известна как криминалистика.

ДНК часто используется для раскрытия преступлений путем идентификации жертв и подозреваемых, в то же время исключая невиновных людей как возможных подозреваемых в совершении преступления.

Он также используется для подтверждения или опровержения семейных отношений, идентификации пропавших без вести и жертв катастроф, которых невозможно физически идентифицировать.

А поскольку ДНК можно найти в различных тканях и жидкостях человека, таких как волосы, моча, кровь, сперма, клетки кожи, кости, зубы и слюна, она очень помогает в идентификации, когда другие методы, такие как отпечатки пальцев и зубы структуры, больше не могут быть использованы.

В медицине также используется ДНК. Теперь, когда врачи хотя бы частично понимают, как работает ДНК, современная медицина добилась успехов в выявлении болезней и поиске лекарств.

Многие заболевания, такие как кистозный фиброз, являются наследственными заболеваниями, то есть они передаются от родителей к потомству.

Изучая ДНК человека, врачи могут определить, что это за болезнь или насколько человек или его дети восприимчивы к тому или иному заболеванию. Врачи также изучают, как размножаются клетки с поврежденной ДНК, чтобы помочь им найти лекарства или методы лечения таких заболеваний, как рак и опухоли.

Но знание ДНК используется не только у людей. Ученые-диетологи используют информацию ДНК для улучшения урожая и разработки новых источников пищи.

Селекционеры отбирают растения, дающие высокие урожаи пищевых продуктов, устойчивые к вредителям и переносящие стрессы окружающей среды лучше, чем аналогичные сорта растений.

Это особенно важно в районах с плохими условиями выращивания и/или в районах с большим населением, которое нужно кормить. Тем не менее, нарастают споры о том, являются ли эти генетически модифицированные источники пищи безопасными и здоровыми для потребления человеком 9.0005

---

Научный проект ДНК

Построить модель ДНК

Чтобы лучше понять структуру ДНК, постройте ее модель. Это упрощенная модель ДНК, но она все же даст вам общее представление о том, как сахара, фосфатные группы и основания соединяются вместе, образуя знаменитую форму двойной спирали ДНК. Вы можете сделать модель из различных материалов. Вот как это можно сделать с помощью конфет.

Что вам нужно:

• Красные и черные полые лакричные палочки
• Мармеладные мишки
• Веревка
• Зубочистки
• Маленькие белые зефирки

Что нужно сделать:

1. Нарежьте красную и черную лакричные палочки на полоски толщиной один дюйм.

2. Сделайте две равные по длине нити лакрицы, нанизав кусочки лакрицы на нить, чередуя красные и черные кусочки.

3. Соберите мармеладных мишек четырех разных цветов, зефир и зубочистки.

4. Соедините два цвета мармеладных мишек вместе, а затем соедините два других цвета вместе. Например, красные и оранжевые мармеладки можно соединить вместе, а зеленые и желтые — вместе.

5. Возьмите мармеладного мишку и наденьте его на зубочистку. Наденьте зефир на зубочистку так, чтобы он оказался в центре зубочистки и рядом с мармеладным мишкой. Наденьте дополнительного мармеладного мишку на зубочистку так, чтобы он оказался рядом с зефиром. Теперь у вас должна быть зубочистка с мармеладным мишкой-зефиром-мармеладным мишкой по центру.

6. Повторите шаг 5, чтобы сделать больше зубочисток мармеладных мишек и зефира, убедившись, что мармеладные мишки соответствуют своим дополнительным цветам. Сделайте столько зубочисток, сколько у вас есть красных кусочков на одной из прядей лакрицы.

7. Возьмите одну нить солодки и начните прикреплять к ней зубочистки мармеладных мишек-зефира, соединяя по одной из этих зубочисток на каждом из красных кусочков нити. Затем возьмите вторую нить лакрицы и соедините ее с другой стороной зубочисток. Снова соедините зубочистки с красными кусочками лакрицы. У вас должна получиться «лестница» с красными и черными подставками для лакрицы, образующими стороны лестницы, и зубочистками из мармеладного зефира, образующими ступеньки лестницы.

8. Поднимите лестницу из конфет и поверните верхнюю часть против часовой стрелки, чтобы придать лестнице изгибы.

Что произошло:

Вы только что сделали конфетную модель нити ДНК. Красная солодка представляет собой дезоксирибозу сахара, черная солодка представляет собой фосфатные группы, а вместе они представляют собой сахаро-фосфатный остов ДНК.

Мармеладные мишки представляют собой основания, составляющие код ДНК. Четыре разных цвета используются для обозначения четырех различных оснований ДНК: аденина (А), тимина (Т), гуанина (G) и цитозина (С). На самом деле в вашей модели не имеет значения, сколько оснований вы используете или где они размещены в цепи, но важно, чтобы основания были правильно соединены в пары: A с T и G с C. (В реальной ДНК порядок имеет значение, так как это определяет, какой это тип организма и насколько он будет функциональным.)

Зефир между мармеладными мишками представляет собой водородные связи, соединяющие основания. Это точка, в которой цепи ДНК разрываются во время репликации и где новая цепь соединяется с исходной цепью.

Поворот лестницы наверху против часовой стрелки придает модели ДНК ее истинную форму: правостороннюю двойную спираль.

---

Другие науки о жизни:

• Экстракция ДНК
• Типирование крови
• Изготовление сердечного насоса

ДНК | Определение, открытие, функция, основы, факты и структура

первоначальное предложение структуры ДНК

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:

Дж. Крейг Вентер Рудольф Йениш Стивен Дж. Элледж Эвелин М. Уиткин Джеймс Уотсон

Связанные темы:

Холлидей-Джанкшн дезоксирибоза хроматин двойная спираль мтДНК

Просмотреть весь связанный контент →

Популярные вопросы

Что делает ДНК?

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) представляет собой органическое химическое вещество, которое содержит генетическую информацию и инструкции для синтеза белка. Он содержится в большинстве клеток каждого организма. ДНК является ключевой частью репродукции, при которой генетическая наследственность происходит путем передачи ДНК от родителя или родителей потомству.

Из чего состоит ДНК?

ДНК состоит из нуклеотидов. Нуклеотид состоит из двух компонентов: остова, состоящего из дезоксирибозных и фосфатных групп сахара, и азотистых оснований, известных как цитозин, тимин, аденин и гуанин. Генетический код формируется за счет различного расположения оснований.

Кто открыл структуру ДНК?

Открытие структуры двойной спирали ДНК принадлежит исследователям Джеймсу Уотсону и Фрэнсису Крику, которые вместе с коллегой-исследователем Морисом Уилкинсом получили Нобелевскую премию в 1962 за свою работу. Многие считают, что Розалинде Франклин также следует отдать должное, поскольку она сделала революционную фотографию двойной спирали ДНК, которая была использована в качестве доказательства без ее разрешения.

Вы можете редактировать ДНК?

В настоящее время редактирование генов в основном осуществляется с помощью метода, называемого кластерными регулярно расположенными короткими палиндромными повторами (CRISPR), заимствованного из бактериального механизма, который может вырезать определенные участки ДНК. Одним из применений CRISPR является создание культур генетически модифицированных организмов (ГМО).

Что такое ДНК-компьютер?

ДНК-вычисления представляют собой предлагаемую компьютерную архитектуру, которая будет использовать самосвязывающуюся природу ДНК для выполнения вычислений. В отличие от классических вычислений, ДНК-вычисления позволяют выполнять несколько параллельных процессов и вычислений одновременно.

ДНК , сокращение от дезоксирибонуклеиновая кислота , органическое химическое вещество сложной молекулярной структуры, которое содержится во всех прокариотических и эукариотических клетках и во многих вирусах. ДНК кодирует генетическую информацию для передачи наследственных признаков.

Далее следует краткое описание ДНК. Для полной обработки см. генетика: ДНК и генетический код.

Britannica Quiz

Гены и аллели: правда или вымысел?

Гены — важная часть вас самих, но что вы на самом деле знаете о них? Узнайте в этом тесте.

Узнайте, как Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон произвели революцию в генетике, обнаружив структуру ДНК

Просмотреть все видео к этой статье

Химическая ДНК была впервые обнаружена в 1869 году, но ее роль в генетической наследственности не была продемонстрирована до 1943 г. В 1953 г. Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик с помощью работ биофизиков Розалинды Франклин и Мориса Уилкинса определили, что структура ДНК представляет собой полимер с двойной спиралью, спираль, состоящую из две нити ДНК намотаны друг на друга. Прорыв привел к значительному прогрессу в понимании учеными репликации ДНК и наследственного контроля клеточной активности.

Каждая нить молекулы ДНК состоит из длинной цепочки мономерных нуклеотидов. Нуклеотиды ДНК состоят из молекулы сахара дезоксирибозы, к которой присоединена фосфатная группа и одно из четырех азотистых оснований: два пуриновых (аденин и гуанин) и два пиримидиновых (цитозин и тимин). Нуклеотиды соединяются ковалентными связями между фосфатом одного нуклеотида и сахаром следующего, образуя фосфатно-сахарную основу, из которой выступают азотистые основания. Одна нить связана с другой водородными связями между основаниями; последовательность этого связывания специфична, т. е. аденин связывается только с тимином, а цитозин только с гуанином.

Исследуйте оригами ДНК Пола Ротемунда и его будущее применение в медицинской диагностике, доставке лекарств, тканевой инженерии, энергетике и окружающей среде

Просмотреть все видео к этой статье шаблон для репликации новых молекул ДНК, а также для производства (транскрипции) родственной молекулы РНК (рибонуклеиновой кислоты). Сегмент ДНК, который кодирует синтез клетками определенного белка, называется геном.

ДНК реплицируется путем разделения на две отдельные нити, каждая из которых служит матрицей для новой нити. Новые нити копируются по тому же принципу спаривания водородных связей между основаниями, что и в двойной спирали. Образуются две новые двухцепочечные молекулы ДНК, каждая из которых содержит одну из исходных цепей и одну новую цепь. Эта «полуконсервативная» репликация является ключом к стабильному наследованию генетических признаков.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Внутри клетки ДНК организована в виде плотных комплексов белок-ДНК, называемых хромосомами. У эукариот хромосомы расположены в ядре, хотя ДНК также находится в митохондриях и хлоропластах. У прокариот, не имеющих мембраносвязанного ядра, ДНК находится в цитоплазме в виде одной кольцевой хромосомы. Некоторые прокариоты, такие как бактерии, и некоторые эукариоты имеют внехромосомную ДНК, известную как плазмиды, которые представляют собой автономный самовоспроизводящийся генетический материал. Плазмиды широко использовались в технологии рекомбинантной ДНК для изучения экспрессии генов.

Исследователи из Антропологического института в Геттингене изучают древнейшее генеалогическое древо ДНК, взятое из бронзового века и найденное в пещере Лихтенштейн в горах Гарц

Посмотреть все видео к этой статье или РНК. Ретровирусы несут свой генетический материал в виде одноцепочечной РНК и продуцируют фермент обратную транскриптазу, которая может генерировать ДНК из цепи РНК. Четырехцепочечные комплексы ДНК, известные как G-квадруплексы, были обнаружены в богатых гуанином областях генома человека.

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​Мелиссой Петруцелло.

Построить модель ДНК — Практический проект по биологии для детей

АвторColleen Rosenthal Размещено: 06.12.2022 19.06.2022 Обновлено: 19.06.2022

Ваши дети узнали о ДНК? Задают ли они вопросы о том, почему они выглядят определенным образом? Откуда у них такие же волосы, как у их мамы? Или почему одни цветы фиолетовые, а другие розовые? ДНК — сложная тема, но есть способ, которым мы можем научить детей, даже в раннем возрасте, этим важным строительным блокам жизни. Сегодня мы узнаем все о ДНК и построим модель ДНК, которая сфокусирует все это!

Модель Sweet DNA

Отказ от ответственности: эта статья может содержать комиссионные или партнерские ссылки. Как партнер Amazon я зарабатываю на соответствующих покупках.
Не видите наши видео? Отключите все блокировщики рекламы, чтобы наш видеопоток был виден. Или посетите наш канал на YouTube, чтобы узнать, загружено ли туда видео. Мы потихоньку загружаем наши архивы. Спасибо!

Что такое ДНК?

ДНК или дезоксирибонуклеиновая кислота — это каркас, который несет всю информацию, которая делает нас теми, кто мы есть. Все, от того, как мы выглядим, до того, как мы функционируем, хранится в этих скрученных маленьких нитях. Итак, давайте увеличим масштаб и узнаем все об этой удивительной структуре!

Каждое живое существо на земле, от крошечного цветка до гигантского дерева, от маленького жука до слона и до вас и меня, состоит из ДНК. Это то, что передает нашу генетическую информацию из поколения в поколение.

Если вы когда-нибудь слышали, как кто-то говорит: «Вау, ты так похож на своего дядю Боба» — это работа ДНК.

Где находится ДНК?

Все живые существа состоят из миллионов клеток. Нажмите на центр каждой клетки, и вы найдете ядро. Погрузитесь немного глубже в это ядро, и вы найдете хромосомы, которые являются частями клетки, содержащими гены — гены — это сегменты ДНК, которые помогают определять такие вещи, как цвет ваших глаз или текстуру ваших волос. Гены передаются из поколения в поколение.

Итак, мы идем в клетку, затем в ядро, затем в хромосомы, затем в гены и, наконец, в корневую ДНК. Думайте об этой ДНК как о большом боссе — она постоянно говорит всем клеткам, что и как делать!

Из чего состоит ДНК?

Давайте рассмотрим структуру ДНК поближе. ДНК состоит из компонентов, называемых нуклеотидами. Каждый нуклеотид состоит из сахарофосфатных связей и азотистых оснований. Существует четыре типа этих оснований: аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц).

Мы можем думать об этом как о компьютерном коде, но там, где компьютерный код состоит из нулей и единиц, код ДНК состоит из этих четырех букв A, T, G и C, и различные последовательности кода помогают определить функцию клетки. Коды очень специфичны — каждая кодовая связь подобна лучшей подруге — вы увидите только A&T вместе и только G&C вместе. Они будут меняться местами и по-разному спускаться вниз по лестнице, но они всегда будут лучшими друзьями.

Какой формы ДНК?

Если вы посмотрите на нить ДНК, она будет похожа на крошечную закрученную лестницу, известную как двойная спираль. Двойной означает два, а спираль – спиральная цепочка. Боковые перекладины этих лестниц состоят из сахара и фосфатов (так называемая сахаро-фосфатная основа), а перекладины лестницы — это базовые связи (besties).

Чтобы гены передавались из поколения в поколение, ДНК должна реплицироваться или копировать себя, чтобы новые клетки могли иметь те же точные инструкции, что и исходные. Иногда во время репликации клеток может происходить мутация. Мутация — это изменение последовательности генетического кода, которое навсегда изменит последовательность нуклеотидов. Иногда мутация едва уловима, как изменение цвета глаз, но иногда она может привести к такому заболеванию, как муковисцидоз.

Структуру ДНК, как и все остальное, легче понять малышам, когда они могут что-то достать. В этом простом и приятном проекте мы создадим двойную спираль ДНК, чтобы дети могли внимательно рассмотреть все части и фрагменты ДНК.

Как сделать модель сладкой ДНК

Расходные материалы

Что нам нужно?

Twizzlers – мы выбрали фруктовые радужные твисты, они показались немного более гибкими, чем традиционные клубничные твисты.

Dots — подойдут любые мармеладки или мармеладки — нам понравились яркие цвета, и они не были такими грязными, как традиционные мармеладки с сахарной оболочкой. Вы также можете попробовать мармеладных мишек, Skittles, Starburst или Mike & Ike (подойдут любые конфеты не менее 4 цветов, в которые можно воткнуть зубочистку).

Зубочистки

Модель ДНК для печати

Это фантастический школьный проект. Чтобы помочь в выполнении этого проекта с вашими учениками, у нас есть бесплатный шаблон для печати, который поможет всем организовать свои модели ДНК. Эта печатная форма доступна для всех членов списка рассылки STEAM Powered Family.

Схема проезда

Как мы его построим?

Первый шаг в построении модели ДНК — это выбор твизлеров для поручней лестницы — выберите две детали одного цвета.

Затем вам нужно будет назначить цветные конфеты для каждого из ваших азотистых оснований, аденина (A), тимина (T), гуанина (G) и цитозина (C). Сделайте отдельные стопки каждого из ваших четырех цветов. Обратите внимание на то, какой цвет вы назначаете каждой основе.

Тогда вы хотите построить свои лучшие отношения. Помните, что A&T пойдет вместе, а G&C пойдет вместе. Используйте зубочистки, чтобы сделать лучшие связи. Оставьте немного зубочисток на каждой стороне скрепления, чтобы вы могли прикрепить свои части спирали позже. Отложите облигации на ходу.

После того, как все ваши облигации будут сделаны, выстройте их одну над другой, как ступеньки лестницы. Затем вы можете прикрепить свои твизлеры по обе стороны от связей, чтобы сформировать свою лестницу.

Когда все будет на своих местах, вы можете осторожно взять свою лестницу и аккуратно повернуть ее, чтобы увидеть, как будет выглядеть двойная спираль.

Вот и все! Милая, красочная модель ДНК, которая позволит малышам легко визуализировать, как выглядит ДНК! Удивительно проведите время!

Хотите узнать больше о ДНК? Lea rn Как выделить ДНК клубники

Дополнительные практические научные проекты для детей

Коллин Розенталь

Коллин Розенталь имеет степень магистра делового администрирования и в настоящее время работает учителем технологии K-6 в штате Нью-Йорк и координатором внеклассного клуба STREAM для 4-6 классов. Коллин всегда стремилась выяснить «почему» в проектах, лайфхаках и экспериментах и ​​воплотить технологии в жизнь таким образом, чтобы студенты тоже захотели узнать «почему». Ей нравится, как STEAM управляет визуальными эффектами и вызывает интерес и исследования.